專利名稱：流體聯(lián)接裝置,其鎖定件及裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速聯(lián)接-斷開聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器包括至少兩個聯(lián)接部件。其中一個部件可連接到一用于輸送流體的管路上，另一部件連接到流體輸送系統(tǒng)的另一部分。
背景技術(shù)：
在流體輸送領(lǐng)域使用的快速聯(lián)接-斷開聯(lián)軸器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。這些聯(lián)軸器在系統(tǒng)需要快速聯(lián)接和斷開的情況下是很有用的，同時在流動和非流動狀態(tài)下提供高度的安全性。已知使用各種類型的密封元件如O形環(huán)用于這種目的。已經(jīng)應(yīng)用的其中一種設(shè)計包括使用一種U形固定銷，其底腳適于插入一第一和一第二聯(lián)接部件的部分上，從而磨擦地鎖定部件。通過去掉銷可以很容易地完成斷開。下列專利表示這種概念是如何應(yīng)用的美國專利號 發(fā)明人3，527，485 Goward等3，628，768 Hutt3，973，791 Porta等4，423，892 Bartholomew4，431，218(分案4，811，975)Paul等4，707，262(分案4，806，248)Murken(分案4，894，156)4，923，350 Hinksman等5，000，614 Walker等這些專利都公開了使用一鎖定或固定件的概念，又稱為“銷”或“肘釘”，用于鎖定聯(lián)接部件，以允許快速聯(lián)接和斷開。
發(fā)明公開盡管現(xiàn)有技術(shù)裝置使用了與本發(fā)明相同的一般原理，它們還是有某些缺陷。例如，U形盤索和底腳伸出外部元件外圓周面，會與系統(tǒng)中相鄰的部件產(chǎn)生干擾。同樣，鎖定件上形成彎曲或鋸齒形部分，以確保如果偶然被碰撞還能保持鎖定到位。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的裝置成形成緊密地裝配在槽中，因此使取走更加困難。
本發(fā)明通過下述方式解決了上述問題，首先，使鎖定件相對于外部聯(lián)軸器平齊地定位，從而沒有伸出部分在系統(tǒng)中產(chǎn)生危害。第二，盤索具有比現(xiàn)有技術(shù)裝置大的表面積，從而在鎖定件和槽的側(cè)部之間提供了大大增加的支承表面，該槽形成在外部部件的壁上。同時，通過一傾斜的表面，將鎖定件的支承表面減小成一較窄的外部區(qū)域，在與聯(lián)接槽的外部之間形成一空間，從而大大簡化了鎖定件的插入和取出。
因此本發(fā)明的一個基本目的是提供一種快速聯(lián)接-斷開流體聯(lián)接裝置，使偶然的分開減少到最小。
另一個目的是提供一種具有與聯(lián)軸器之間改進(jìn)的支承接觸的鎖定件。
另一個目的是提供一種很容易插入裝置中和從中取出的鎖定件。
又一個目的是提供一種裝配一流體聯(lián)接系統(tǒng)的改進(jìn)的方法。
附圖概述通過下面對優(yōu)選實施例、權(quán)利要求及附圖的說明，可以看到本發(fā)明的特征及其技術(shù)上的優(yōu)點，其中

圖1是新聯(lián)接裝置的分解透視圖；圖2是聯(lián)接裝置局部剖視放大視圖；圖3是沿圖2中線3-3所取的聯(lián)接裝置剖視圖；圖4是新鎖定件的透視圖；圖5是改進(jìn)的圖1-3中裝置的分解透視圖。
優(yōu)選實施例的描述現(xiàn)在參照附圖，新的聯(lián)接裝置由參考數(shù)字11表示，包括內(nèi)部聯(lián)接部件12，外部聯(lián)接部件13，和一固定件或銷14。聯(lián)軸器與一流體輸送系統(tǒng)相聯(lián)，由于該系統(tǒng)不是本發(fā)明的一部分，因此沒有示出。
內(nèi)部聯(lián)接部件12具有一大致圓柱形的結(jié)構(gòu)，包括一主體部分15，和一軸向?qū)R的具有縮小直徑的本體部分16。主體部分的一部分形成一系列可由扳手或類似工具抓住的平面17。一大圓周槽18位于主體部分15中，該槽剖面為矩形，由切入本體的內(nèi)表面19及側(cè)表面20和21形成。應(yīng)該理解，這種槽的形狀僅是示意性的，如果需要，可以是圓形、三角形或任何其它形狀。一壁22將主體部分15和縮小直徑的本體部分16聯(lián)接起來，本體部分16在由參考數(shù)字23表示的一端終止。兩分開的圓周槽24和25位于本體部分16上，槽24位于壁22與縮小直徑的本體部16的交會處，該槽為大致半圓形剖面。另一槽25位于沿本體部分16向端部23的較遠(yuǎn)處，為矩形剖面。一中心孔26從端部23到相對的端部27完全穿過聯(lián)接部件12。在所示的示例性的結(jié)構(gòu)中，該孔被攻絲成在端部27處具有螺紋28，以接收管路系統(tǒng)的配合部。
聯(lián)接部件13也是大致圓柱形并具有一主體38，當(dāng)然部件的外部尺寸不很重要，并且可以是平行六面體或其它方便的形狀。所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一主圓柱孔29，該孔29具有與縮小直徑的本體部分16大致相鄰的直徑，和一位于主體38中的擴(kuò)大的圓柱孔30，該孔30與主體部分15大致相鄰?？?9具有一其中帶螺紋32的縮小直徑部分31。該孔從帶螺紋的端部33到另一端34是連續(xù)的。一壁35聯(lián)接孔29和30，與聯(lián)接部件12的壁22大致連續(xù)。一肩部36由壁35和孔29交會而成，并具有一所示的切邊37，使其較大的直徑與壁相鄰。
本發(fā)明中應(yīng)用的密封件包括主要部件的O形環(huán)42和一支承環(huán)43，它們插入圓周槽25中并提供主要密封。該O形環(huán)肖氏硬度一般為70-90。元件43由具有特殊性質(zhì)的材料制成，如氟橡膠，尼龍或其它聚合材料。聯(lián)接部件裝配時，環(huán)42和43都壓靠孔29，以提供所需的密封。
第二密封件41優(yōu)選為一柔軟可壓縮并由彈性體材料，如橡膠制成的O形環(huán)。O形環(huán)的肖氏硬度計硬度大致在30至50范圍內(nèi)。該O形環(huán)插入槽24中。當(dāng)如圖2和3所示裝配聯(lián)接部件12和13時，O形環(huán)接觸并局部靠壓在肩部36上，切邊37確保了O形環(huán)在兩聯(lián)接部件之間的正確接觸。
上述的基本結(jié)構(gòu)與上面提到的美國專利4，431，218和4，811，975中的結(jié)構(gòu)相似。此處插入這些專利的公開進(jìn)行參照。
本發(fā)明的一個主要特征是形成了一個半圓形槽44，該半圓形槽44從外壁45延伸穿過主體38，進(jìn)入孔30，由從外壁徑向向內(nèi)延伸到孔的側(cè)部48和49在軸向限定。該槽在大致在本體上相互面對的端部46和47處終止。該槽大約為O.635厘米(1/4英寸)寬，并在水平軸線H外部的內(nèi)和外表面上延伸大約160°。因此當(dāng)聯(lián)接部件裝配時，端部大致與內(nèi)部部件的圓周槽18軸向?qū)R。在外部部件的內(nèi)表面上形成一槽39，使槽的端部實際上在槽中終止。一對軸向?qū)R的孔50和51穿過主體38從相對表面45進(jìn)入孔30，并延伸進(jìn)入與槽的端部軸向?qū)R的槽39中，從而與內(nèi)部部件的槽18相對。取決于設(shè)計參數(shù)，這些孔的直徑大致為0.635厘米(1/4英寸)。
固定裝置14在圖4中詳細(xì)描述，是一整體的一件U形鎖定件的形式，具有一盤索52和從盤索延伸的平行的底腳53和54。盤索具有從外圓表面55延伸到平行的內(nèi)圓表面56的徑向深度，形成兩個在外部59處分開大致0.635厘米(1/4英寸)的壁57和58，且在切邊60和61處向外傾斜，在兩側(cè)形成一較厚的內(nèi)部62，較厚的部分同樣沿底腳63和64的一部分延伸。底腳在平行于盤索的壁的表面上的切邊65、66、67和68處向內(nèi)傾斜，以產(chǎn)生較窄的端部69和70，并且從它們的外表面71和72向內(nèi)傾斜，以在其它尺寸上減小其厚度。底腳的最外端73和74以與外圓表面55大致相同的弧度以圓柱弧形彎曲。
流體聯(lián)接裝置示于圖2和3中，從而使圖1中分解的部件以裝配的形式放置。內(nèi)部部件12插入外部部件13中，使本體部分15和16與孔30和31相鄰。密封件41、42和43放入孔29中。在這種關(guān)系中，內(nèi)部部件的槽18與外部部件的槽44和孔51和52軸向?qū)R。然后通過將盤索52放入槽44，底腳53和54放入孔50和51中而將固定件14插入外部部件中。底腳與槽的端部46和47對齊，以緊密地進(jìn)入。
部件14被推到足夠遠(yuǎn)，使盤索52的外表面55與外部部件的外表面45平齊并與之平滑地混合在一起，從而防止它伸到表面外并成為外部干擾的目標(biāo)。同時，底腳的端部73和74與外表面45的相對部分平齊；優(yōu)選地，彎曲的表面與彎曲的圓柱表面45相配合，使這些端部與表面平滑地混合在一起，使它們不從中伸出。通過使其端部在69和70處略微變窄，使它們平滑地滑入孔中，從而底腳插入孔中更加容易。由于在外部和內(nèi)部表面之間延伸的盤索的深度，固定部件14的盤索52具有一個比現(xiàn)有技術(shù)中大得多的支承表面。在盤索與限定槽的壁之間的實際接觸表面是由盤索的壁的較厚內(nèi)部62的接觸提供的，內(nèi)部62從而成為與槽的側(cè)壁48和49的支承面，使接觸沿槽的整個壁和盤索的壁延伸。同時，當(dāng)?shù)啄_的較厚部分63和64與環(huán)繞并限定外部元件孔50和51的壁接觸時，它們就成了支承表面。由于元件14放置在外部元件13中，底腳53和54插入內(nèi)部部件的圓周槽18中，將整個裝置鎖定到位。如從圖3中可以看到的，盤索的支承面56和底腳的支承表面63和64產(chǎn)生了比現(xiàn)有技術(shù)裝置中大得多的與外部部件13的總接觸面積，在現(xiàn)有技術(shù)裝置中僅有的接觸表面是由位于外部部件的孔中的底腳提供的。在本發(fā)明中，盤索的各支承面和底腳的對應(yīng)支承表面與限定了槽的壁及孔的環(huán)繞壁接觸，以沿這些平面的各公共面限定一個約270度的全部表面接觸。
裝置通過在固定件14的端部73和74上施加壓力，將它們向外推而解開。該壓力將底腳從孔中釋放出來，將盤索從與槽壁的接觸中釋放出來。由于盤索的外部59比內(nèi)部62窄，以及在外部和內(nèi)部之間的傾斜或倒楞轉(zhuǎn)換區(qū)域60和61，該過程變得容易。
圖5示出本發(fā)明一改進(jìn)的形式，其中使用了新概念來提供多個聯(lián)接元件之間的互鎖。流體聯(lián)接裝置81包括兩個內(nèi)聯(lián)接部件82和83，和外聯(lián)接部件84，所有這些可與聯(lián)接部件12和13相類似。另外，這些部件可與作為上面參照的美國專利第4，707，262號及其分支第4，806，248號中的主題的聯(lián)接部件相類似，該兩專利具有共同的任務(wù)，發(fā)明人為Murken。在本發(fā)明的這種形式中，可使用兩個固定件14，以類似的方式將裝置鎖定。應(yīng)該理解，可以使用三個或更多的內(nèi)部聯(lián)接部件，兩個或更多的外部聯(lián)接部件，加上另外的鎖定件，用相似的聯(lián)接系統(tǒng)形成更復(fù)雜的裝置。
此處所示的實施例只是示例性的，應(yīng)該理解，本發(fā)明的其它形式也落在本說明書及附屬權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種流體聯(lián)接裝置，包括內(nèi)部和外部聯(lián)接部件(12，82，83；13，84)和用于鎖定上述部件的固定裝置(14)；上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12，82，83)具有一大致為圓柱形的結(jié)構(gòu)，它包括一主體部分(15)，一具有一圓周表面的減小直徑的本體部分(16)，和一徑向延伸并與上述部分交叉的第一壁(22)，上述主體部分(15)中有一圓周槽(18)；上述外部聯(lián)接部件(13，84)位于上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12，82，83)外部，并具有一大致與上述減小直徑的本體部分(16)鄰接的主圓柱孔(29)，一主體(38)具有一大致與上述主體部分(15)鄰接的擴(kuò)大直徑的孔(30)；其特征在于，一槽(44)延伸穿過上述外部部件(13，84)的上述主體(38)的一部分，上述槽(44)與上述內(nèi)部部件(12，82，83)上的上述圓周槽(18)相對并對齊，一對軸向?qū)R的孔(50，51)穿過上述外部部件(13，84)的上述主體(38)延伸，與上述槽(44)相對并軸向?qū)R；上述固定裝置(14)包括一U形鎖定件，該U形鎖定件具有一盤索(52)和從該盤索(52)延伸的平行的底腳(53，54)，上述盤索放入上述槽(44)中，上述底腳插入上述孔(50，51)中，上述盤索(52)和上述底腳(53，54)的至少一部分插入上述內(nèi)部部件(12；82，83)的上述圓周槽(18)中，以鎖定上述內(nèi)部和外部部件。
2．如權(quán)利要求1所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于上述外部部件(13，84)的上述主體(38)內(nèi)表面上的圓周槽(39)，上述槽(44)具有終止在上述槽(39)中的端部(46，47)，上述孔(50，51)伸入上述槽中并與上述端部(46，47)軸向?qū)R，其中上述盤索(52)的一部分最好也放入上述主體(38)的上述圓周槽(39)中，使上述盤索在上述主體(38)的上述圓周槽(39)中向內(nèi)延伸，插入上述內(nèi)部部件(12；82，83)的上述圓周槽(18)中。
3．如權(quán)利要求1所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于，上述外部部件(13，84)具有一圓柱形外表面，上述鎖定件(14)的上述盤索(52)具有一大致弧形的外部表面(55)，上述外部弧形表面與上述外部部件(13，84)的上述圓柱形外表面對齊并與之平齊，其中上述鎖定件(14)的上述底腳(53，54)優(yōu)選地終止在具有弧形結(jié)構(gòu)的端部(73，74)中，上述端部與上述外部部件(13，84)的上述圓柱形外表面對齊并與之平齊。
4．如權(quán)利要求1所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于，上述槽(44)是由相對的壁(48，49)限定的，上述盤索(52)具有相對的支承面，支承面限定了與上述面成直角的壁厚，上述支承面的一部分(62)厚度大于其其余部分(59)，上述較大厚度部分(62)與上述槽(44)的上述相對的壁(48，49)接觸用于鎖定，上述孔(50，51)由環(huán)繞壁限定，上述底腳(53，54)優(yōu)選具有與上述盤索的上述支承面處于同一平面中且厚度與上述盤索(52)的上述較大厚度部分(62)相同的支承表面，上述底腳(53，54)的上述支承表面與上述環(huán)繞壁接觸用于鎖定，其中上述外部部件(13，84)的上述主體(38)可與上述鎖定件(14)具有共同的接觸平面，在它們之間提供約270度的接觸表面，其中上述共同接觸平面可在上述盤索(52)的其中一個上述支承表面與上述槽的其中一個上述相對壁(48，49)之間，及上述底腳(53，54)的其中一個上述支承表面與上述孔(50，51)的上述環(huán)繞壁之間限定。
5．一種流體聯(lián)接裝置，包括內(nèi)部和外部聯(lián)接部件(12，82，83；13，84)和用于鎖定上述部件的固定裝置(14)；上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12；82，83)具有一大致為圓柱形的結(jié)構(gòu)，它包括一主體部分(15)，一具有一圓周表面的減小直徑的本體部分(16)，和一徑向延伸并與上述部分交叉的第一壁(22)，上述主體部分(15)中有一圓周槽(18)；上述外部聯(lián)接部件(13，84)適于放置在上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12，82，83)外部，并具有一大致與上述減小直徑的本體部分(16)鄰接的主圓柱孔(29)，一主體(38)具有一大致與上述本體部分(16)鄰接的擴(kuò)大直徑的孔(30)；其特征在于，一槽(44)延伸穿過上述外部部件(13，84)的上述主體(38)的一部分，上述槽(44)與上述內(nèi)部部件(12，82，83)上的上述圓周槽(18)相對并對齊，一對軸向?qū)R的孔(50，51)延伸穿過上述外部部件(13，84)的上述主體(38)，與上述槽(44)相對并軸向?qū)R，上述槽和上述孔(50，51)適于接收上述固定裝置(14)，以鎖定上述內(nèi)部和外部部件。
6．如權(quán)利要求5所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于上述外部部件(13，84)的上述主體(38)內(nèi)表面上的圓周槽(39)，上述槽(44)具有終止在上述槽(39)中的端部(46，47)，上述孔(50，51)延伸到上述槽中并與上述端部(46，47)軸向?qū)R，其中上述主體(38)的上述圓周槽(39)優(yōu)選地適于接收上述固定裝置(14)的一部分，上述固定裝置(14)可包括一盤索(52)和從該盤索(52)延伸的平行底腳(53，54)，上述主體(38)的上述圓周槽(39)適于接收上述固定裝置(14)的上述盤索(52)的一部分。
7．如權(quán)利要求6所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于，上述盤索(52)具有一弧形外表面(55)，上述外部部件(13，84)具有一圓柱形外表面并適于與將與之平齊的上述盤索(52)的上述外表面(55)對齊，上述外部部件(13，84)的上述圓柱形外表面優(yōu)選地適于與上述底腳(53，54)的端部平齊。
8．如權(quán)利要求1或5所述的流體聯(lián)接裝置，其特征在于多個上述內(nèi)部聯(lián)接部件(82，83)和一個外部聯(lián)接部件(84)及多個上述固定裝置(14)，以及多個延伸穿過上述外部部件(84)的上述主體(38)的上述槽(44)，上述槽(44)與上述內(nèi)部部件(82，83)上的上述圓周槽(18)相對并對齊，而延伸穿過上述外部部件(84)的上述主體(38)的多個成對的軸向?qū)R的孔(50，51)與各上述槽(44)相對并軸向?qū)R。
9．一種用于鎖定一流體聯(lián)接裝置的內(nèi)部和外部部件(12，82，83；13，84)的U形整體鎖定件，其特征在于一盤索(52)和兩個具有從該盤索(52)延伸的自由端部(73，74)的平行底腳(53，54)，上述盤索(52)和上述底腳(53，54)具有相對的表面，上述盤索和上述底腳具有與上述表面成直角的厚度，上述盤索(52)具有限定了上述表面的一徑向深度的內(nèi)部和外部大致平行的弧形表面(55，56)，上述底腳(53，54)具有處于上述表面的平面中的寬度，上述盤索(52)的上述徑向深度具有大于上述底腳的上述寬度的深度。
10．如權(quán)利要求9所述的鎖定件，其特征在于上述盤索(52)的一部分(62)，其厚度大于上述盤索的其余部分，上述較厚部分(62)優(yōu)選地從上述其余部分(59)徑向向內(nèi)，其中上述較厚部分可包括相對的支承表面，該相對的傾斜表面傾斜到上述其余部分(59)的表面，且是對稱的。
11．如權(quán)利要求10所述的鎖定件，其特征在于，上述底腳(53，54)具有與上述盤索(52)的上述支承表面處于同一平面中的支承表面，其中上述底腳(53，54)的上述自由端部(73，74)可具有窄于其上述支承表面的寬度，上述底腳的上述自由端部(73，74)可具有弧形末端。
12．一種用于形成一流體聯(lián)接裝置的方法，該流體聯(lián)接裝置包括內(nèi)部和外部聯(lián)接部件(12，82，83；13，84)和一U形固定裝置(14)，該U形固定裝置(14)具有一盤索(52)和從該盤索(52)延伸的平行底腳(53，54)；上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12，82，83)具有一大致為圓柱形的結(jié)構(gòu)，包括一主體部分(15)，一具有一圓周表面的減小直徑的本體部分(16)，和一徑向延伸并與上述部分交叉的第一壁(22)，上述主體部分(15)中有一圓周槽(18)；上述外部聯(lián)接部件(13，84)適于放置在上述內(nèi)部聯(lián)接部件(12，82，83)外部，并具有一大致與上述減小直徑的本體部分(16)鄰接的主圓柱孔(29)，一主體(38)具有一大致與上述主體部分(15)鄰接的放大直徑的孔(30)；其特征在于下列步驟在上述外部部件(13，84)的上述主體(38)的一部分中形成一槽(44)，將上述槽(44)與上述內(nèi)部部件(12，82，83)上的上述圓周槽(18)相對地對齊，形成一對穿過上述外部部件(13，84)的上述主體(38)的軸向?qū)R的孔(50，51)，與上述槽(44)相對并軸向?qū)R；通過將上述盤索(52)放入上述槽(44)中并將上述底腳(53，54)插入上述孔(50，51)中而將上述固定裝置(14)插入上述外部部件中，將上述盤索(52)和上述底腳(53，54)的至少一部分插入上述內(nèi)部部件(12，82，83)的上述圓周槽(18)中，以鎖定上述內(nèi)部和外部部件。
全文摘要
一種快速聯(lián)接－斷開流體聯(lián)接裝置,具有圓柱形外部和內(nèi)部聯(lián)接部件(13,84;12,82,83),其中一個部件聯(lián)接到一管路上,另一部件聯(lián)接到一流體輸送系統(tǒng)。該裝置是通過將一U形鎖定件(14)插入具有一圓周槽(44)的外部部件(13,84)中而完成,該U形鎖定件具有一盤索(52)和兩個平行底腳(53,54),該圓周槽(44)接收盤索,使其彎曲部分(55)不會伸到圓周之外。該部件(13,84)中的孔(50,51)接收底腳(53,54),然后底腳(53,54)環(huán)繞內(nèi)部部件(12,82,83)中的槽(18)被鎖定,底腳的端部(73,74)不會伸到外部部件(13,84)的圓周之外。盤索(52)的外部(59)比內(nèi)部(62)窄,使插入和拉出外部部件的槽(44)變得容易。該系統(tǒng)還可用于具有三個或多個元件的裝置,其中使用兩個或多個鎖定件(14)。
文檔編號F16L37/14GK1285906SQ98812802
公開日2001年2月28日 申請日期1998年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月19日
發(fā)明者加里·R·朗, 理查德·W·莫斯, 戴維·R·C·雷恩斯, 保羅·A·特羅曼司 申請人:戴科產(chǎn)品公司